168069. lajstromszámú szabadalom • Digitális szögmérő berendezés egy tengely szögelfordulásának nagypontosságú mérésére
5 168069 6 az 1. ábra az ismert digitális szögmérőt; a 2. ábra a találmány szerinti digitális szögmérő egy példakénti kiviteli alakját; a 3. ábra a találmány szerinti digitális szögmérő egy másik példakénti kiviteli alakját; 5 a 4. ábra a fémfoglalatot és a fényimpulzus-befogó elemeket szemlélteti. A 2. ábrán látható 11 fényforrás konstans fényáramot ad. Erre a célra a NARVA (NDK) cég 6 V, 15 W mikroszkópizzója kerülhet alkalmazásra. Ennek az ig izzónak mechanikai méretei kedvezőek és az izzószál négyzet alakú korrekt geometriával és megbízható áramcsatlakozásokkal rendelkezik. A névleges feszültségnél kisebb, 5,6 V stabilizált egyenfeszültségről működtetve, teljesítménye 14 W-ra csökken és élettar- 15 tama kb. 20 000 órára megnő. A 11 fényforrás tápfeszültségének stabilizálásához a vezérlő feszültséget egy fototranzisztor állítja elő, mely érzékeli all fényforrás fényáramát. A fototranzisztor fotoárama 150 u A és a szabályozó kör 0,5 u A fotoáramválto- 20 zást képes korrigálni. A 11 fényforrás fényáramát a 18 gyűjtőlencse összegyűjti és a 15 integrált optikai szálvezetőköteg a 13 fémhenger foglalat kör alakú végére leképezi. A 12 gyűjtőlencsét úgy kell beállítani, hogy az általa 25 leképezett fényfolt a 15 integrált optikai szálvezetőköteg 13 fémhenger foglalatának kör alakú végét teljesen lefedje. A fényáramot a 15 integrált optikai szálvezetőköteg befogja és a másik végén elhelyezett 16 fényáramfej egyenletes fényáramot biztosít a 18 30 kódgyűrűn, a 19 kódolt osztás teljes szélességében. A 15 integrált optikai szálveze tő köteg segítségével meg lehet változtatni az izzószál alakját és azt olyan hosszúra lehet nyújtani, amilyenre szükség van. A 15 integrált optikai szálvezetőköteg 3-4000 db 40-50 35 mikronos elemi szálat tartalmaz, és egyik vége a 13 fémhenger foglalatban, a másik vége egy erősen nyújtott négyszög alakú fémfoglalatban végződik, melyek műgyantával vannak kiöntve. A 15 integrált optikai szálvezetőköteg mechanikai védelmét 14 mű- 40 anyagcső biztosítja a szálvezetőköteg két végfelülete, valamint a foglalatok homlokfelülete síkban csiszolva és optikailag polírozva vannak. A 15 integrált optikai szálvezetőköteg erősen nyújtott négyszög alakú végződése — a fémfoglalat - a 16 fényáramfejbe van 45 befogva, melyet a 18 kódgyűrűhöz kell illeszteni. Erre a célra a 16 fényáramfejnek öt szabadságfokú helyzetbeállító és rögzítőeleme van. A 16 fényáramfejet úgy kell beállítani, hogy az 0,01 mm távolságra legyen a 18 kódgyűrűtől és a 18 kódgyűrű két oldalán 50 elhelyezett fejek, a 16 fényáramfej és a 21 fényimpulzusfej, geometriailag fedjék egymást. A 15 integrált optikai szálvezetőköteg nagy szerelési függetlenséget biztosít, nem kíván utánállitást és fényvesztesége is minimális. A 18 kódgyűrű tengelye két pontban van 55 csapágyazva, nagy pontosságú Ps minőségű csapágyakban. A 17 tengellyel együtt fut a fővezérlőfelület, mely egybeesik a 18 kódgyűrű osztásfelületével. A 18 kódgyűrű belső furatával nem fekszik fel, így központosítása szerelés alatt elvégezhető. A 0,l°-os 60 kódgyűrűnél 3—5 mikron, a 0,01°-osnál pedig csak egy mikron excentricitást lehet megengedni. Az igen pontosan jusztírozott 18 kódgyűrű forgása közben a 16 fényáramfej által biztosított fénynyalábot a 18 kódgyűrű 19 kódolt osztása az egyes 65 csatornák kódjainak megfelelően szeleteli. Az ilyen módon alkotott fényimpulzusokat a 21 fényimpulzusfej 34 fényimpulzus-befogó elemei csatornánként befogják és a 23 fényimpulzus-továbbító kábelek csatornánként a 25 fényérzékelőkhöz továbbítják. A 4. ábrán metszetben látható a 21 fényimpulzusfej az elemi 35 optikai szálvezetőkből készített 34 fényimpulzus-befogó elemek, melyek egy sorban csatornánként legalább négy optikai szálvezetőkből állnak, a 18 kódgyűrű csatornaosztásaihoz illesztve egy 20 fémfoglalatban vannak rögzítve, illetve két merev fémlap közé vannak műgyantával beragasztva. A 35 optikai szálvezetők átmérője azonos a 18 kódgyűrű alaposztásának szélességével. Ezért pl. a 0,l°-os kódgyűrűnél, ahol az alaposztás szélessége kb. 50 mikron, csatornánként négy darab 50 mikronos optikai szálvezető van alkalmazva a 19 kódolt osztások érzékelésére. Ez az egysoros elrendezés minden csatornánál meredek és azonos meredekségű fotoáram-felfutást eredményez. Ez előnyös a komparálás szempontjából, ugyanakkor ezzel az elrendezéssel jó a jel/zaj viszony is, pl. 10 p A fotoáramszintnél a háttérzaj kisebb, mint 0,5 /JA. A 20 fémfoglalat a 21 fényimpulzusfejbe van befogva. A 21 fényimpulzusfejet nagyon pontosan kell illeszteni a 18 kódgyűrű 19 kódolt osztásaihoz. Erre a célra egy új szerkezeti megoldást kell kialakítani, mely nagyon finom beállítás mellett a fényimpulzusfejnek öt szabadságfokú helyzetbeállítását és rögzítését biztosítja. Ezzel pontosan beállítható a 18 kódgyűrű és a 19 fényimpulzusfej távolsága és párhuzamossága, a 34 fényimpulzus-befogó elemek merőlegessége, sugáriránya és illesztése a 18 kódgyűrű csatornaosztásaihoz. Ez mind nagyon lényeges, minthogy pl. a 0,01°-os kódgyűrűnél néhány mikronos osztásokat kell nagyon pontosan érzékelni. Az egyszer már beállított és rögzített 21 fényimpulzusfejhez beállítás után már nem kell hozzányúlni. A 2. ábrán látható 23 fényimpulzus-továbbító kábelek csatománként egy-egy műanyag 22 védőburkolatba vannak befűzve és a kábelek vége egy-egy 24 fémhenger foglalatba végződik. A 24 fémhenger foglalatok egyenként és beállíthatóan csatlakoznak a 25 fényérzékelő tartószervéhez, mely 26 hasított hüvely 27 kúpos rögzítőelemmel. Ezek segítségével a fotoáramszint minden csatornánál külön-külön azonos értékre beállítható, — pl. 10 u A fotoáramszintnél a komparálási szint 5 u A — csak így biztosítható az a körülmény, hogy a komparálás minden csatornánál minimális szöghibával történjen. A fotoáramszintek azonos értékre történő beállítása előnyös a fényérzékelők után következő elektronika szempontjából is, mert így azok azonosra készíthetők és nem kell az egyes csatornák áramkörébe külön osztókat beiktatni. A 23 fényimpulzus-továbbító kábelek — optikai szálvezetők — végfelülete és a 24 fémhenger foglalatok homlokfelülete külön-külön csiszolva és optikailag polírozva van a jó fényáteresztő képesség biztosítása céljából. A 24 fémhengerfoglalat a 25 fényérzékelő tartószervében a 26 hasított hüvelyben mozgatható és így a fotoáramszint pontosan beállítható, továbbá a 27 kúpos rögzítőelemmel 24 fémhenger foglalat rögzíthető. Utánállításra csak a 25 fényérzékelő meghibásodása és cseréje után van szükség, ami könnyen és gyorsan elvégezhető. A találmány szerinti digitális szögmérő-berendezés
